CN101483202A - 单晶硅衬底多结太阳电池 - Google Patents

单晶硅衬底多结太阳电池 Download PDF

Info

Publication number
CN101483202A
CN101483202A CNA2009100090011A CN200910009001A CN101483202A CN 101483202 A CN101483202 A CN 101483202A CN A2009100090011 A CNA2009100090011 A CN A2009100090011A CN 200910009001 A CN200910009001 A CN 200910009001A CN 101483202 A CN101483202 A CN 101483202A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar cell
multijunction solar
blocking layer
doping blocking
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2009100090011A
Other languages
English (en)
Inventor
索拉安吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING SOLAANJI CLEAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
BEIJING SOLAANJI CLEAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING SOLAANJI CLEAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical BEIJING SOLAANJI CLEAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CNA2009100090011A priority Critical patent/CN101483202A/zh
Publication of CN101483202A publication Critical patent/CN101483202A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

一种基于单晶硅衬底的多结太阳电池，用于太阳能发电，特别适用于高效聚光太阳能发电系统。其特征在于，采用硅单晶片为衬底，利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)方法生长多结太阳电池材料。首先在硅单晶片上生长锗硅合金过渡层，再依次外延生长锗电池结构、铟镓砷电池结构和铟镓磷电池结构。该发明以硅单晶片替代锗单晶片和砷化镓单晶片，可以大大降低多结太阳电池的成本，提高硅基太阳电池的转换效率，加快太阳能发电的应用和发展。

Description

单晶硅衬底多结太阳电池
技术领域
本发明提供一种制备基于单晶硅衬底的多结太阳电池的方法。
背景技术
太阳电池可利用太阳光与材料相互作用直接产生电能，是目前大规模开发利用太阳能中最受瞩目的项目之一，也是有望实现能源可持续发展的重中之重。在诸多种类的太阳能电池中，以GaAs为代表的三五族化合物半导体太阳电池以其较高转换的效率以及良好的工作稳定性等特点，成为太阳能电池研究应用的重要领域之一。
由于三五族化合物半导体太阳电池材料成本较高，电池片的价格是光伏系统成本最主要的部分，制约了三五族化合物半导体太阳电池的应用。通过采用聚光技术，即利用聚光器而使较大面积的阳光汇聚到面积很小的高性能电池片上，可以从一定程度上克服太阳辐射能量密度低的缺陷，并大幅降低系统的成本及昂贵太阳能电池材料的用量。
但是，目前用于三五族化合物半导体太阳电池的衬底材料锗单晶片和砷化镓单晶片都是价格昂贵的稀有材料，从而极大地影响了聚光太阳电池的成本，并从原材料上制约了其大规模应用。而硅材料在地壳中储量极为丰富，且晶体硅片的制备工艺成熟，成本相对低廉。如果能以单晶硅片替代现在使用的锗单晶片和砷化镓单晶片作为三五族化合物半导体太阳电池的衬底，将大大有利于太阳电池的大规模应用及发展。
本发明提供一种制备基于单晶硅衬底的多结太阳电池的方法，用于太阳能发电，特别适用于高效聚光太阳能发电系统。其特点是，采用硅单晶片为衬底，利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)方法生长多结太阳电池材料。首先在硅单晶片上生长锗硅合金过渡层，再依次外延生长锗电池结构、铟镓砷电池结构和铟镓磷电池结构。该发明以硅单晶片替代锗单晶片和砷化镓单晶片，可以大大降低多结太阳电池的成本，提高硅基太阳电池的转换效率，加快太阳能发电的应用和发展。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种制备基于单晶硅衬底的多结太阳电池的方法。以硅单晶片替代锗单晶片和砷化镓单晶片，可以大大降低多结太阳电池的成本，提高硅基太阳电池的转换效率，加快太阳能发电的应用和发展。
本发明的目的是由以下的技术方案实现的：
一种基于单晶硅衬底的多结太阳电池，用于太阳能发电，特别适用于高效聚光太阳能发电系统。其特征在于，采用硅单晶片为衬底，利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)方法生长多结太阳电池材料。首先在硅单晶片上生长锗硅合金过渡层，再依次外延生长锗电池结构、铟镓砷电池结构和铟镓磷电池结构。该发明以硅单晶片替代锗单晶片和砷化镓单晶片，可以大大降低多结太阳电池的成本，提高硅基太阳电池的转换效率，加快太阳能发电的应用和发展。
附图说明
为了进一步说明本发明的结构和特征，以下结合实施例及附图对本发明作进一步的说明。
图1基于单晶硅衬底的多结太阳电池示意图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的结构和特征，以下结合实施例及附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种制备基于单晶硅衬底的多结太阳电池的方法。采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法，以单晶硅片[1]为衬底，首先生长锗硅合金过渡层[2]，再一次生长锗底电池[3]、连接锗底电池和铟镓砷中间电池的隧道结[4]、铟镓砷中间电池[5]、连接铟镓砷中间电池和铟镓磷顶电池的隧道结[6]、铟镓磷顶电池[7]、窗口层(n-AlGaP)[8]和欧姆接触层(n+-GaAs)[9]。
在生长基于单晶硅衬底的多结太阳电池晶片之后，采用常规的光刻、镀膜和划片工艺及可以制成太阳电池芯片。
本发明一种制备基于单晶硅衬底的多结太阳电池的方法，其关键是以单晶硅片为衬底，通过生长锗硅合金过渡层，外延生长锗单晶层。然后依次外延生长锗电池结构、铟镓砷电池结构和铟镓磷电池结构。解决了锗单晶片和砷化镓单晶片短缺及价格昂贵的问题，极大地降低了太阳电池的成本、提高了硅基太阳电池的转换效率，对于加快太阳电池的发展和应用具有推动作用。

Claims (7)

1、一种具有掺杂阻挡层的多结太阳电池，用于高倍聚光太阳能发电系统，其特征在于：利用掺杂阻挡层有效阻挡隧道结高浓度掺杂的杂质向外扩散。
2、根据权利要求1所述的具有掺杂阻挡层的多结太阳电池，其特征在于：多结太阳电池是指生长在同一衬底上的两结及两结以上的太阳电池。
3、根据权利要求1所述的具有掺杂阻挡层的多结太阳电池，其特征在于：以硅、锗、砷化镓、磷化铟等半导体单晶片为衬底，采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)方法生长多结太阳电池晶片。
4、根据权利要求1所述的具有掺杂阻挡层的多结太阳电池，其特征在于：在连接两结电池的隧道结两侧分别生长相同导电性的掺杂阻挡层，阻挡层的晶格常数与隧道结相近，阻挡层的带宽大于阻挡层。
5、根据权利要求1所述的具有掺杂阻挡层的多结太阳电池，其特征在于：采用光刻和镀膜的方法分别在生长好的多结太阳电池晶片的上下表面制备电极。
6、根据权利要求1所述的具有掺杂阻挡层的多结太阳电池，其特征在于：采用光刻和镀膜的方法在生长好的多结太阳电池晶片的外延层表面制备减反射膜。
7、根据权利要求1所述的具有掺杂阻挡层的多结太阳电池，其特征在于：利用划片机将制备好电极和减反射膜的太阳电池晶片划开，制成太阳电池芯片。
CNA2009100090011A 2009-02-12 2009-02-12 单晶硅衬底多结太阳电池 Pending CN101483202A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2009100090011A CN101483202A (zh) 2009-02-12 2009-02-12 单晶硅衬底多结太阳电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2009100090011A CN101483202A (zh) 2009-02-12 2009-02-12 单晶硅衬底多结太阳电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101483202A true CN101483202A (zh) 2009-07-15

Family

ID=40880219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2009100090011A Pending CN101483202A (zh) 2009-02-12 2009-02-12 单晶硅衬底多结太阳电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101483202A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011012382A3 (en) * 2009-07-31 2011-06-16 International Business Machines Corporation Silicon wafer based structure for heterostructure solar cells
CN102244114A (zh) * 2011-06-22 2011-11-16 厦门市三安光电科技有限公司 一种高倍聚光多结太阳能电池及其制备方法
CN102243994A (zh) * 2011-07-22 2011-11-16 中国科学院半导体研究所 倒v型二氧化硅沟槽结构生长硅基砷化镓材料的方法
CN102263015A (zh) * 2011-07-22 2011-11-30 中国科学院半导体研究所 应用于nMOS的硅基砷化镓材料结构的制备方法
CN102383192A (zh) * 2011-07-29 2012-03-21 上海新傲科技股份有限公司 锗衬底的生长方法以及锗衬底
CN102569364A (zh) * 2010-12-08 2012-07-11 中国科学院微电子研究所 一种高迁移率衬底结构及其制备方法
CN102024859B (zh) * 2009-09-22 2012-11-14 晶元光电股份有限公司 一种具有低侧向电阻的太阳能电池
CN103311354A (zh) * 2013-05-30 2013-09-18 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 Si衬底三结级联太阳电池及其制作方法
EP2751846A4 (en) * 2011-09-02 2015-06-03 Amberwave Inc SOLAR CELL
CN106057963A (zh) * 2015-04-10 2016-10-26 欣欣天然气股份有限公司 光电转换元件的基板及其制造方法

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2484605A (en) * 2009-07-31 2012-04-18 Ibm Silicon wafer based structure for heterostructure solar cells
US9496140B2 (en) 2009-07-31 2016-11-15 Globalfoundries Inc. Silicon wafer based structure for heterostructure solar cells
DE112010003140B4 (de) * 2009-07-31 2016-02-04 International Business Machines Corporation Verfahren zur Herstellung einer Mehrfach-Fotovoltaikvorrichtung
US8119904B2 (en) 2009-07-31 2012-02-21 International Business Machines Corporation Silicon wafer based structure for heterostructure solar cells
CN102473789B (zh) * 2009-07-31 2015-05-27 国际商业机器公司 用于异质结构太阳能电池的基于硅晶片的结构
GB2484605B (en) * 2009-07-31 2013-07-03 Ibm Silicon wafer based structure for heterostructure solar cells
CN102473789A (zh) * 2009-07-31 2012-05-23 国际商业机器公司 用于异质结构太阳能电池的基于硅晶片的结构
WO2011012382A3 (en) * 2009-07-31 2011-06-16 International Business Machines Corporation Silicon wafer based structure for heterostructure solar cells
JP2013501349A (ja) * 2009-07-31 2013-01-10 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション ヘテロ構造太陽電池のためのシリコン・ウエハ・ベースの構造
CN102024859B (zh) * 2009-09-22 2012-11-14 晶元光电股份有限公司 一种具有低侧向电阻的太阳能电池
CN102569364A (zh) * 2010-12-08 2012-07-11 中国科学院微电子研究所 一种高迁移率衬底结构及其制备方法
CN102569364B (zh) * 2010-12-08 2014-05-14 中国科学院微电子研究所 一种高迁移率衬底结构及其制备方法
CN102244114A (zh) * 2011-06-22 2011-11-16 厦门市三安光电科技有限公司 一种高倍聚光多结太阳能电池及其制备方法
CN102263015B (zh) * 2011-07-22 2012-11-14 中国科学院半导体研究所 应用于nMOS的硅基砷化镓材料结构的制备方法
CN102243994B (zh) * 2011-07-22 2013-02-06 中国科学院半导体研究所 倒v型二氧化硅沟槽结构生长硅基砷化镓材料的方法
CN102263015A (zh) * 2011-07-22 2011-11-30 中国科学院半导体研究所 应用于nMOS的硅基砷化镓材料结构的制备方法
CN102243994A (zh) * 2011-07-22 2011-11-16 中国科学院半导体研究所 倒v型二氧化硅沟槽结构生长硅基砷化镓材料的方法
CN102383192B (zh) * 2011-07-29 2014-06-18 上海新傲科技股份有限公司 锗衬底的生长方法以及锗衬底
CN102383192A (zh) * 2011-07-29 2012-03-21 上海新傲科技股份有限公司 锗衬底的生长方法以及锗衬底
EP2751846A4 (en) * 2011-09-02 2015-06-03 Amberwave Inc SOLAR CELL
CN103311354A (zh) * 2013-05-30 2013-09-18 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 Si衬底三结级联太阳电池及其制作方法
CN103311354B (zh) * 2013-05-30 2017-01-25 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 Si衬底三结级联太阳电池及其制作方法
CN106057963A (zh) * 2015-04-10 2016-10-26 欣欣天然气股份有限公司 光电转换元件的基板及其制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101483202A (zh) 单晶硅衬底多结太阳电池
CN101859813B (zh) 四结GaInP/GaAs/InGaAs/Ge太阳电池的制作方法
CN100573923C (zh) 硅基高效多结太阳电池及其制备方法
CN102334194A (zh) 在冶金级Si衬底上基于外延晶体硅薄膜的太阳能异质结电池设计
CN101950774A (zh) 四结GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs太阳电池的制作方法
CN102790120B (zh) GaInP/GaAs/Ge三结级联太阳能电池及其制备方法
CN102244114A (zh) 一种高倍聚光多结太阳能电池及其制备方法
CN101859814B (zh) 在硅衬底上生长InGaP/GaAs/Ge三结太阳能电池的方法
CN102412337A (zh) 一种高效四结太阳能电池及其制作方法
CN101431117A (zh) 具有掺杂阻挡层的多结太阳电池
CN102790116B (zh) 倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池及其制备方法
CN102790117B (zh) GaInP/GaAs/InGaNAs/Ge四结太阳能电池及其制备方法
CN102790119B (zh) GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池及其制备方法
CN110931593A (zh) 一种晶格匹配的硅基无砷化合物四结太阳电池
Rohatgi Road to cost-effective crystalline silicon photovoltaics
CN209045576U (zh) 一种应用于晶格失配多结太阳能电池的新型dbr结构
CN208722902U (zh) 一种背接触异质结太阳能电池
Yamaguchi et al. Present and future of high efficiency multi-junction solar cells
CN102779865B (zh) 一种以锗为隧穿结的硅基三结太阳能电池
CN102437227A (zh) 一种含有InAs量子点结构的多结太阳电池
CN103367480B (zh) GaAs隧道结及其制备方法
CN105355668A (zh) 一种具有非晶态缓冲层结构的In0.3Ga0.7As电池及制备方法
CN102544184B (zh) 一种横向结构的pin太阳能电池及其制备方法
CN102738267B (zh) 具有超晶格结构的太阳能电池及其制备方法
CN101459206A (zh) 高效多结太阳能电池的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Open date: 20090715